前言氢能是公认的清洁能源，作为低碳和零碳能源正在脱颖而出。21世纪，我国和美国、日本、加拿大、欧盟等都制定了氢能发展规划，并且目前我国已在氢能领域取得了多方面的进展，在不久的将来有望成为氢能技术和应用领先的国家之一，也被国际公认为最有可能率先实现氢燃料电池和氢能汽车产业化的国家。当今世界开发新能源迫在眉睫，原因是所用的能源如石油、天然气、煤，石油气均属不可再生资源，地球上存量有限，而人类生存又时刻离不开能源，所以必须寻找新的能源。随着化石燃料耗量的日益增加，其储量日益减少，终有一天这些资源、能源将要枯竭，这就迫切需要寻找一种不依赖化石燃料的储量丰富的新的含能体能源。氢能正是这样一种在常规能源危机的出现和开发新的二次能源，同时也是人们期待的新的二次能源。第一章国际氢能源利用现状分析世界各国都为发展氢能源制定了规划，目前涵盖能源和化工领域的氢能发展方式是推动氢能全面发展的重要途径，主要有：1.化工领域的氢能应用成熟的化石能源清洁利用技术对氢气的需求量巨大，其中包1括炼油化工过程中的催化重整、加氢精制以及煤清洁利用过程中的煤制气加氢气化、煤制油直接液化等工艺过程，推进氢能在这些方面的应用有望加速氢能的规模化利用。2.以燃料电池为核心的氢能应用近年来，燃料电池技术的不断完善带动了以燃料电池为核心的新兴产业的快速发展，其中，氢燃料电池汽车、分布式发电、氢燃料电池叉车以及应急电源的应用已接近产业化。3.以氢为载体的可再生能源应用风能、太阳能的开发利用受间歇性和不可预测性的影响，造成大量能源的浪费，严重制约了它们的发展。氢能是一种良好的能源载体，通过电解制氢的方式将风电、光伏电转化为氢气可提高风能、太阳能的使用量和利用效率，制得的氢气可直接利用，还可掺入现有天然气管网实现大规模输运和利用。4.氢在化石能源清洁利用中的应用氢气是化石能源清洁利用的重要原料。进入21世纪，环境污染成为全球性的危机，主要责任归咎于化石能源的使用。为了倡导清洁能源的高效利用，控制碳排放量，化石燃料的清洁利用至关重要。油品质量升级和煤制清洁能源是化石能源清洁利用的主要途径，而加氢则是这些过程中的重要环节。美国已将氢能源和燃料电池确定为维系经济繁荣和国家安全的技术之一，各级政府均提供大量资金资助科研机构进行氢能2源的研发。德国国家全资公司NOW公司全权负责该国的氢能源燃料电池示范研究。德国国家创新计划从2007年至2016年集中精力于氢和燃料电池市场，聚焦示范与开发相结合项目。日本采取了全额投入经费的办法，委托日本产业省的全资公司VEDO公司负责管理日本氢能源和燃料电池示范项目。该项目的目标之一，是到2025年，在日本建立1000座加氢站。目前，许多国家已开始借用氢储能技术消纳可再生能源的方式来推动可再生能源发展。法国阿海珐集团的“MYRTE”项目，集成了氢能系统和太阳能光伏电厂，在科西嘉岛运作，旨在通过调峰和平稳光伏电厂负载来稳定电网。欧盟的资助项目“NGRID”，包括1MW的电解槽和储氢容量达33MWh的金属氢化物，计划将在意大利运行。此外，加拿大、美国、英国、西班牙、挪威等国，都有氢储能技术的示范项目运行。国内也开展了一些氢消纳可再生能源的示范项目。第二章国内氢能源开发利用状况我国在氢燃料电池技术方面可以说是“起了个大早，赶了个晚集”。我国研究这一技术始于20世纪70年代，1990年开始发展起来，当时的质子交换膜燃料电池水平可与欧美相比。目前，我国已经具备了生产质子交换膜燃料电池所需全部材料及零部3件的能力，有数家公司可以制作千瓦级质子交换膜燃料电池系统，但国产氢燃料电池电站还没有进入市场，氢燃料电池备用电源也仅有零星的示范。与国际相比，我国的差距还很大。全国氢能标准化技术委员会归口管理的国家标准共计24项，其中已经发布8项，正在制定16项。已经发布的8项标准包括《变压吸附提纯氢系统技术要求》、《氢气、氢能与氢能系统术语》、《小型氢能综合能源系统性能评价方法》等，《氢气天然气混合燃气品质国家标准》目前正在制定中。1999年，清华大学就研制出了中国第一辆氢燃料电池汽车，然而，自2008...
